JP4539986B2

JP4539986B2 - 作業車両の液圧制御装置

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Publication number: JP4539986B2
Application number: JP2005361814A
Authority: JP
Inventors: 義伸小林; 勝美上野; 浩松▲崎▼
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2025-12-15
Also published as: JP2007162387A

Description

本発明は、ホイールローダ等の作業車両に備えられた作業車両の液圧制御装置に関する。

ホイールローダを使用した掘削／積み込み作業では、作業アタッチメントとしてのバケットに土砂等を積み込み、そして、積み込んだ土砂等を所定の場所まで移動させる積載走行が頻繁に行われる。このような積載走行時、ホイールローダの車体振動はその先端にバケットを取り付けたブームに伝達され、このブームを上下に揺動させる。この際、バケットの負荷荷重が大きければ、ブームの揺動が逆に車体に伝達され、車体振動を増幅させてしまう。

このような車体振動の増幅を抑制するため、ホイールローダの走行時、ブームを上下に揺動させるブームシリンダのボトム側圧力室とアキュムレータとを接続管路を介して接続し、この接続管路に開閉弁を介挿した液圧制御装置が知られている（例えば、特許文献１の図６参照）。
特許文献１の開閉弁はバケットによる掘削作業時、閉位置に切り換えられており、ブームシリンダのボトム側圧力室とアキュムレータとの連通を遮断し、ブームシリンダに供給される掘削力がアキュムレータに吸収されるのを防止する。これに対し、ホイールローダの走行時にあっては、開閉弁は閉位置から開位置に切り換えられ、ブームシリンダのボトム側圧力室とアキュムレータとを互いに連通させて、前述したブームの揺動に起因したボトム側圧力室の負荷圧変動をアキュムレータに吸収させ、これにより、車体振動の増幅を抑制する。

一方、開閉弁が閉位置から開位置に切り換えられたとき、ブームシリンダにおけるボトム側圧力室の負荷圧とアキュムレータの負荷圧との間に大きさ圧力差が発生している状況、例えば、アキュムレータの負荷圧がボトム側圧力室の負荷圧よりも大きく低下していると、この圧力差はブームにその急激な落ち込み等の不所望な動作をもたらし、この動作は車体にショックを与える。このようなショックはホイールローダに対するオペレータの乗り心地や走行運転操作にも悪影響を及ぼす。

上述の不具合を解消するには、圧力源から前記開閉弁をバイパスするバイパス管路を介してアキュムレータと圧力源とを接続する一方、バイパス管路にアキュムレータの許容最大負荷圧を決定する減圧弁を介挿し、アキュムレータへの蓄圧を圧力源から直接的に行うことが考えられる。
特開2000-309953号公報

しかしながら、特許文献１の液圧制御装置が上述したバイパス管路や減圧弁を備えていても、アキュムレータに蓄圧するための流量は減圧弁を含むバイパス管路の流路断面積により一義的に決定されてしまう。
このため、流路断面積が広すぎる場合、アキュムレータの蓄圧に要する時間は短縮されるものの、アキュムレータの蓄圧と同時に、掘削作業等にてブームシリンダが操作弁により操作されると、ブームシリンダに供給されるべき圧力はバイパス管路及び減圧弁を通じてアキュムレータに吸収され、ブームシリンダの操作に応答遅れを招く。

これに対し、流路断面積が狭すぎる場合、アキュムレータの蓄圧に要する時間が長くなるため、この蓄圧過程にて、前述した開閉弁が閉位置から開位置に切り換えられると、前述した圧力差を十分に解消できず、ブームの不所望な動作を招く。
本発明は上述の事情に基づいてなされ、その目的とするところは作業車両の作動条件、具体的には液圧シリンダやアキュムレータの液圧機器の圧力状態や操作弁の操作状態又はオペレータの指示に応じて、アキュムレータへの蓄圧を最適に行うことができる作業車両の液圧制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の作業車両の液圧制御装置は、作業アタッチメントを作動させるブームシリンダと、操作レバーによりブームシリンダを操作する操作弁と、ブームシリンダのボトム側圧力室とアキュムレータとを接続する接続管路に介挿されたパイロット方式の開閉弁であって、パイロット圧室を有し、このパイロット圧室の圧力に応じて接続管路の連通及び遮断を切り換える開閉弁と、この開閉弁のパイロット圧室に対する圧液の供給及び排出を切り換える切換手段と、接続管路から分岐して設けられ、開閉弁をバイパスするバイパス管路と、このバイパス管路に設けられ、その開度が調整可能な制御弁と、バイパス管路の制御弁とアキュムレータとの間に設けられ、ボトム側圧力室の圧力に基づいて、制御弁とアキュムレータとの間の連通を断続する閉位置及び開位置の一方に切り換える切換弁と、この切換弁が開位置にあるとき、アキュムレータの圧力とボトム側圧力室の圧力との間の圧力差及び操作レバーによる操作弁の操作量の一方に応じて制御弁の開度を可変する制御手段とを備える（請求項１）。

好ましくは、作業車両は、作業アタッチメントとしてのバケットを備えた自走式作業車両であり、切換手段は、作業車両が走行状態にあるか否かを検出する速度センサを含み、この速度センサからの検出信号に基づいて開閉弁の前記パイロット圧室に対する圧液の供給及び排出を切換える（請求項２）。

上述の液圧制御装置によれば、切換弁が開位置にあるとき、制御弁の開度が制御手段により可変されるから、制御弁の開度をブームシリンダの作業状態に基づいて最適に調整でき、アキュムレータへの速やかな蓄圧とブームシリンダにおける不所望な動作の防止との両立が図られる。
より詳しくは、制御手段は、ブームシリンダにおけるボトム側圧力室の圧力を検出するシリンダ圧センサ及びアキュムレータの圧力を検出するアキュムレータ圧センサを含んでいるか（請求項３）、又は、操作弁を操作する操作レバーの操作量を検出する操作量センサを含んでいる（請求項４）。それ故、制御手段は、シリンダ圧センサ及びアキュムレータ圧センサからの検出信号からボトム側圧力室の圧力とアキュムレータの圧力との間の圧力差、又は、操作レバーの操作量に応じて制御弁の開度を可変する。

具体的には、制御弁の開度がシリンダ圧センサ及びアキュムレータ圧センサからの検出信号に基づいて制御される場合、制御弁の開度はボトム側圧力室の圧力とアキュムレータの圧力との間の圧力差が大きくなるに連れて減少され、逆に、圧力差が小さくなるに連れて増加される。そして、制御弁の開度が操作量センサからの検出信号に基づいて制御される場合、制御弁の開度は操作量が大きくなるに連れて減少される。

上述したセンサが使用される場合にあっても、制御弁の開度はアキュムレータの蓄圧とブームシリンダの作動との両立を図るべく制御される。
更に、バイパス管路は、ブームシリンダのボトム側圧力室からアキュムレータへの圧力伝達のみを許容する逆止弁を備えているのが望ましい（請求項５）。

請求項１〜５の作業車両の液圧制御装置は、制御手段がブームシリンダの作業状態に基づいて制御弁の開度を可変することから、アキュムレータの蓄圧とブームシリンダの作動との両立を図る結果、アキュムレータの蓄圧時間を短縮し、そして、ブームシリンダの良好な操作性を確保する。

図１は作業車両の一例として自走式のホイールローダを示す。
ホイールローダは車体２の前部から延びるブーム４を有し、このブーム４は一対のブームシリンダ６_Ｌ，６_Ｒにより、その基端を中心として上下方向に揺動可能である。ブーム４の先端には作業アタッチメントとしてのバケット８が回動自在に取り付けられ、バケット８はバケットシリンダ１０によりリンク１２を介して上下に回動される。

図２は、ホイールローダの油圧回路の一部、具体的には一対のブームシリンダ６_Ｌ，６_Ｒを駆動するための主油圧回路と、この主油圧回路のための液圧制御装置を示す。
一対のブームシリンダ６_Ｌ，６_Ｒはボトム側圧力室１４_Ｂ及びロッド側圧力室１４_Ｒを有し、各ブームシリンダ６のボトム側圧力室１４_Ｂは主管路１６ｂを介して操作弁１８に接続され、そして、各ブームシリンダ６のロッド側圧力室１４_Ｒは主管路１６ａを介して操作弁１８に接続されている。

操作弁１８は油圧タンク２０に供給管路２２及び戻り管路２４を介して接続され、供給管路２２に可変容量型の油圧ポンプ２６が介挿されている。操作弁１８は油圧パイロット方式の方向切換弁であって、ホイールローダの運転操作室内に配置された操作レバー２８の操作により切り換えられる。
操作弁１８がその中立位置から何れかの切換位置に切換えられたとき、供給管路２２を各ブームシリンダ６のボトム側圧力室１４_Ｂ及びロッド側圧力室１４_Ｒの一方に接続し、これに対し、ボトム側圧力室１４_Ｂ及びロッド側圧力室１４_Ｒの他方を戻り管路２４に接続する。従って、操作レバー２８はその操作方向及び操作量に応じて、操作弁１８を通じて油圧ポンプ２６の圧力をボトム側圧力室１４_Ｂ又はロッド側圧力室１４_Ｒに伝達し、一対のブームシリンダ６_Ｌ，６_Ｒを連動して伸縮させることができる。

なお、操作弁１８が中立位置にあるとき、操作弁１８は主管路１６ａ，１６ｂの上流端を閉じ、そして、供給管路２２を戻り管路２４に直接に接続する。また、図２中、操作弁１８のためのパイロット圧力源は省略されている。
更に、ボトム側圧力室１４_Ｂと組をなす主管路１６ｂからは接続管路３０ｂが分岐され、この接続管路３０ｂはアキュムレータ３２に接続されている。

上述した一対のブームシリンダ６_Ｌ，６_Ｒのための主油圧回路には、第１実施例の液圧制御装置の制御回路３４が組み込まれており、この制御回路３４について以下に詳述する。
制御回路３４は、主管路１６ａから分岐された接続管路３０ａを備え、この接続管路３０ａは油圧タンク２０に接続されている。接続管路３０ａ，３０ｂにはパイロット方式の開閉弁３６が介挿されており、この開閉弁３６は４ポート２位置の切換弁であって、通常は図示の閉位置Ｃにある。

開閉弁３６が閉位置Ｃにあるとき、開閉弁３６は接続管路３０ａ，３０ｂを共に閉じ、各ブームシリンダ６のボトム側圧力室１４_Ｂをアキュムレータ３２から分離する一方、各ブームシリンダ６のロッド側圧力室１４_Ｒを油圧タンク２０から分離する。
一方、開閉弁３６が閉位置Ｃから開位置Ｏに切り換えられたとき、開閉弁３６は接続管路３０ａ，３０ｂを開き、各ブームシリンダ６のボトム側圧力室１４_Ｂを接続管路３０ｂを通じてアキュムレータ３２に接続させる一方、各ブームシリンダ６のロッド側圧力室１４_Ｒを接続管路３０ａを通じて油圧タンク２０に接続させる。

開閉弁３６はその開位置Ｏ及び閉位置Ｃ側のそれぞれにパイロット圧室３８_Ｏ,３８_Ｃを有する。パイロット圧室３８_Ｏからはパイロット管路４０が延びており、このパイロット管路４０は開閉弁３６の上流にて接続管路３０ｂに接続されている。
一方、パイロット圧室３８_Ｃからはドレン管路４２が延びており、このドレン管路４２は開閉弁３６の下流にて接続管路３０ａに接続されている。なお、パイロット圧室３８_Ｃ内には、開閉弁３６を閉位置Ｃに戻すための復帰ばね４４が配置されている。

パイロット管路４０には電磁弁４６が介挿されており、この電磁弁４６は３ポート２位置に切換弁である。電磁弁４６における３つのポートのうち、その２つはパイロット管路４０の断続に使用され、そして、残りのポートからはタンク側管路４８が延び、このタンク側管路４８は開閉弁３６の下流にて接続管路３０ａに接続されている。
電磁弁４６が図示の休止位置Ｋにあるとき、開閉弁３６のパイロット圧室３８_Ｏはパイロット管路４０の下流部分（開閉弁３６と電磁弁４６との間の部位）、電磁弁４６、タンク側管路４８及び接続管路３０ａを介して油圧タンク２０に接続され、そして、パイロット管路４０の上流部分（電磁弁４６と接続管路３０ｂとの間の部位）は閉じられた状態にある。

一方、電磁弁４６の弁スプールがその復帰ばねの付勢力に抗して休止位置Ｋから作動位置Ｓに切り換えられたとき、電磁弁４６はパイロット管路４０を開き、そして、タンク側管路４８を閉じる。この場合、開閉弁３６のパイロット圧室３８_Ｏはパイロット管路４０及び接続管路３０ｂを通じて主管路１６ｂ、つまり、各ブームシリンダ６のボトム側圧力室１４_Ｂに接続され、ボトム側圧力室１４_Ｂ内の負荷圧を受けることができる。

電磁弁４６のソレノイドはコントローラ５０に電気的に接続され、このコントローラ５０から切換え信号を受けたとき、電磁弁４６は休止位置Ｋから作動位置Ｓに切換えられる。また、コントローラ５０には速度センサ５２や指示スイッチ５４が電気的に接続されている。速度センサ５２はホイールローダの走行速度を検出し、走行速度に対応する信号をコントローラ５０に送信し、指示スイッチ５４はホイールローダのオペレータにより操作されるスイッチであって、電磁弁４６の切換えを指示する信号をコントローラ５０に送信する。

開閉弁３６の上流にて、接続管路３０ｂからはバイパス管路５６が分岐されており、このバイパス管路５６は開閉弁３６の下流にて接続管路３０ｂに接続されている。バイパス管路５６には上流側から制御弁５８及び切換弁６０が順次介挿され、それ故、これら制御弁５８及び切換弁６０は開閉弁３６に対して並列に配置されている。
制御弁５８は２ポート２位置のパイロット方式の切換弁であって、その２位置は開位置Ｏと絞り位置Ｔとからなる。制御弁５８は開位置Ｏ及び絞り位置Ｔ側にそれぞれ設けられたパイロット圧室６２_Ｏ及び６２_Ｔを有し、パイロット圧室６２_Ｔからはパイロット管路６４が延び、このパイロット管路６４はバイパス管路５６の上流側の部位、つまり、各ブームシリンダ６のボトム側圧力室１４_Ｂに接続されている。

一方、パイロット圧室６２_Ｏからはパイロット管路６６が延び、このパイロット管路６６はバイパス管路５６の下流側の部位、つまり、アキュムレータ３２に接続されている。また、パイロット圧室６２_Ｏ内には復帰ばね６８が配置され、この復帰ばね６８の付勢力を弁スプールが受けることで、制御弁５８は通常、図示の開位置Ｏに切り換えられている。

一方、切換弁６０もまた２ポート２位置の弁であって、その２位置は開位置Ｏ及び閉位置Ｃからなり、そして、開位置Ｏにて切換弁６０は逆止弁７０を有する。逆止弁７０は制御弁５８側からアキュムレータ３２側への圧油の流れのみを許容する。
また、切換弁６０は開位置Ｏ及び閉位置Ｃ側にパイロット圧室７２_Ｏ及び７２_Ｃを有し、パイロット圧室７２_Ｏはドレン管路７４を介して開閉弁３６よりも下流の接続管路３０ａ、つまり、油圧タンク２０側に接続されている。これに対し、パイロット圧室７２_Ｃは前述した制御弁５８のパイロット管路６４にパイロット管路７６を介して接続されている。

更に、パイロット圧室７２_Ｏ内には復帰ばね７８が配置され、この復帰ばね７８の付勢力を弁スプールが受けることで、切換弁６０は通常、図示の開位置Ｏに切り換えられている。
ここで、制御弁５８及び切換弁６０が図示の開位置Ｏにそれぞれ切り換えられており、このとき、各ブームシリンダ６のボトム側圧力室１４_Ｂ内の負荷圧が上昇されると、この負荷圧は接続管路３０ｂ、バイパス管路５６及びパイロット圧管路６４，７６を通じて、制御弁５８のパイロット圧室６２_Ｔ及び切換弁６０のパイロット圧室７２_Ｃにそれぞれ伝達される。

パイロット圧室７２_Ｃ内の圧力が切換弁６０の復帰ばね７８の付勢力により決定される切換え圧、具体的には、バケット８に土砂等の積載物が満載されたときの重量に対応する圧力を越えると、切換弁６０は開位置Ｏから閉位置Ｃに切り換えられる。
一方、制御弁５８にあっては、パイロット圧室６２_Ｔ内の圧力がパイロット圧室６２_Ｏ内の圧力と復帰ばね６８の付勢力との合力により決定される切換え圧を越えた時点で、制御弁５８は開位置Ｏから絞り位置Ｔに向けて切換えられ、その開度が減少される。ここで、制御弁５８の開度は、図３に示すようにパイロット室圧６２_Ｔ内の圧力とその切換え圧との間の圧力差が増加するに連れて最小開度まで減少する。

なお、開閉弁３６の下流側にて、接続管路３０ｂとタンク側管路４８とは管路８０，８２を介して相互に接続され、これら管路８０，８２にコック８４及びリリーフ弁８６がそれぞれ介挿され、リリーフ弁８６はアキュムレータ３２の許容最大蓄圧レベルを設定する。
次に、上述した液圧制御装置の作動について以下に詳述する。ここでは、説明の簡略化を図るため、指示スイッチ５４は操作されておらず、指示スイッチ５４からコントローラ５０への指示信号の送信は無いものと仮定する。

ホイールローダがバケット８による掘削作業を行っている場合、ホイールローダはその走行が停止されているか、又は、走行していても走行速度は十分に低い。この場合、コントローラ５０は速度センサ５２からの速度信号に基づいてホイールローダが実質的に停止状態にあると判定し、電磁弁４６を図示の休止位置Ｋに保持する。
従って、電磁弁４６が休止位置Ｋにあるとき、前述したパイロット管路４０は閉じた状態にあるので、掘削作業により一対のブームシリンダ６_Ｌ，６_Ｒのボトム側圧力室１４_Ｂ内の負荷圧が上昇されても、この負荷圧は開閉弁３６のパイロット圧室３８_Ｏに伝達されることはなく、開閉弁３６は図示の閉位置Ｃに保持されている。従って、掘削作業時にあってはボトム側圧力室１４_Ｂ内の負荷圧が開閉弁３６を通じてアキュムレータ３２に伝達されることはなく、アキュムレータ３２が過度な圧力を受けることはない。

また、ボトム側圧力室１４_Ｂ内の負荷圧は、バイパス管路５６の共に開位置Ｏにある制御弁５８及び切換弁６０を通じてアキュムレータ３２に伝達されようとするが、掘削作業時、各ブームシリンダ６のボトム側圧力室１４_Ｂ内の負荷圧は切換弁６０の切換え圧よりも十分に高いから、切換弁６０はそのパイロット圧室７２_Ｃにボトム側圧力室１４_Ｂ内の負荷圧を受けることで、開位置Ｏから閉位置Ｃに直ちに切換えられ、バイパス管路５６を閉じる。

従って、掘削作業時、ボトム側圧力室１４_Ｂ内の負荷圧がバイパス管路５６を通じてアキュムレータ３２に伝達、つまり、アキュムレータ３２側に吸収されることはなく、一対のブームシリンダ６_Ｌ，６_Ｒは本来の能力を発揮することができる。
なお、切換弁６０が閉位置Ｃに切り換えられると、制御弁５８のパイロット圧室６２_Ｔに伝達されるボトム側圧力室１４_Ｂ内の負荷圧と制御弁５８の切換え圧との間の圧力差は増加し、この増加に伴い、制御弁５８の開度は減少される。

一方、ホイールローダがバケット８への積み込み作業を行ったとき、一対のブームシリンダ６_Ｌ，６_Ｒのボトム側圧力室１４_Ｂの負荷圧は切換弁６０の切換え圧以下であるから、切換弁６０は実質的に開位置Ｏに保持される。この場合、制御弁５８のパイロット圧室６２_Ｔにはボトム側圧力室１４_Ｂの負荷圧が伝達されるのに対し、そのパイロット圧室６２_Ｏにはアキュムレータ３２内のアキュムレータ圧が供給される。それ故、制御弁５８の切換え圧はアキュムレータ圧と復帰ばね６８の付勢力に対応した圧力との和により決定される。

ここで、積み込み作業時、一対のブームシリンダ６_Ｌ，６_Ｒが伸張され、ボトム側圧力室１４_Ｂの負荷圧が更に上昇された結果、負荷圧が制御弁５８の切換え圧を越えると、制御弁５８は開位置Ｏから絞り位置Ｔに向けて切換えられ、制御弁５８の開度が減少される。このようにして制御弁５８が減少されても、ボトム側圧力室１４_Ｂの負荷圧は制御弁５８及び切換弁６０を通じてアキュムレータ３２に伝達され、アキュムレータ圧は上昇する。この後、アキュムレータ圧がボトム側圧力室１４_Ｂの負荷圧と平衡状態になったとき、制御弁５８はその復帰ばね６８の付勢力により開位置Ｏに復帰する。

上述したように積み込み作業時、ボトム側圧力室１４_Ｂの負荷圧とアキュムレータ圧との間の圧力差が増大すればする程、制御弁５８の開度が減少されるから、ボトム側圧力室１４_Ｂの負荷圧がアキュムレータ３２に伝達される割合は小さく、一対のブームシリンダ６_Ｌ，６_Ｒの作動遅れや作動速度の低下を最小限に抑制することができる。
これに対し、ボトム側圧力室１４_Ｂの負荷圧とアキュムレータ圧との間の圧力差が減少するに連れ、制御弁５８の開度は増加することから、ボトム側圧力室１４_Ｂの負荷圧はアキュムレータ３２に速やかに伝達され、アキュムレータ３２の蓄圧に時間を短縮することができる。

この後、バケット８への積み込み作業が終了し、ホイールローダが走行状態に移行すると、コントローラ５０は速度センサ５２から速度信号に基づいてホイールローダが積載走行しているものと判定し、電磁弁４６に切換え信号を出力する。この結果、電磁弁４６は図示の休止位置Ｋから作動位置Ｓに切り換えられる。
電磁弁４６が作動位置Ｓにあると、前述したパイロット管路４０が開かれるから、ボトム側圧力室１４_Ｂの負荷圧は開閉弁３６のパイロット圧室３８_Ｏに伝達され、開閉弁３６は図示の閉位置Ｃから開位置Ｏに切り換えられる。即ち、電磁弁４６、コントローラ５０及び速度センサ５２は開閉弁３６のパイロット圧室３８_Ｏに対する圧油の供給及び排出を切り換えるための切換手段を構成している。

なお、ホイールローダの積載走行に先立ち、オペレータにより前述した指示スイッチ５４が操作され、指示スイッチ５４からコントローラ５０に指示信号が供給されると、コントローラ５０は速度センサ５２からの速度信号に拘わらず、電磁弁４６を休止位置Ｋから作動位置Ｓに強制的に切り換える。この場合、切換手段は、電磁弁４６、コントローラ５０及び指示スイッチ５４から構成される。

上述したように開閉弁３６が開位置Ｏに位置付けられたとき、各ブームシリンダ６のボトム側圧力室１４_Ｂは接続管路３０ｂを通じてアキュムレータ３２に接続されるが、この際、ボトム側圧力室１４_Ｂの負荷圧とアキュムレータ圧とは前述したように平衡状態にある、又は、これら負荷圧とアキュムレータ圧との圧力差は十分に小さい。それ故、開閉弁３６が開位置Ｏに切り換えられても、一対のブームシリンダ６_Ｌ，６_Ｒが不用意に伸縮するようなことはなく、ブーム４の跳ね上がりや落ち込み等の不所望な動作を確実に防止することができる。

また、ホイールローダの積載走行時、車体２の振動がブーム４を介してバケット８に伝達されても、バケット８の上下振動に起因するボトム側圧力室１４_Ｂの負荷圧変動はアキュムレータ３２に吸収される。この結果、ブーム４の上下揺動は抑制され、車体２の振動が増幅されてしまうこともない。
本発明は上述した第１実施例の液圧制御装置に節約されるものではなく、以下、第２及び第３実施例の液圧制御装置について、以下に説明する。第２及び第３実施例の液圧制御装置を説明するにあたり、第１実施例や先の実施例の構成要素と同一の機能を発揮する部位に同一の参照符号を付して、それらの説明を省略し、相違する点のみを説明する。

図４は第２実施例の液圧制御装置を示す。
第２実施例の液圧制御装置は、第１実施例の制御弁５８に代えて制御弁８８を備えている。この制御弁８８は２ポート２位置のパイロット方式の切換弁であって、開位置Ｏ及び閉位置Ｃを有する。制御弁８８は開位置Ｏ及び閉位置Ｃ側にパイロット圧室９０_Ｏ，９０_Ｃを有し、パイロット圧室９０_Ｏからはパイロット管路９２が延びている。パイロット管路９２は操作弁１８の切換作動をなすためのパイロット管路９４_Ｂ，９４_Ｒのうち、パイロット管路９４_Ｂに接続されており、このパイロット管路９４_Ｂは操作レバー２８の操作に伴い、一対のブームシリンダ６_Ｌ，６_Ｒのボトム側圧力室１４_Ｂに圧油を供給する側の切換位置に操作弁１８を切り換えるべく操作弁１８にパイロット圧を供給する側のパイロット管路である。

一方、制御弁８８のパイロット圧室９０_Ｃはドレン管路９６から延び、このドレン管路９６は開閉弁３６の下流側にて接続管路３０ａ、即ち、油圧タンク２０に接続されており、また、パイロット圧室９０_Ｃ内には復帰ばね９８が配置され、この復帰ばね９８は通常、制御弁８８を図示の閉位置Ｃに位置付けるべく制御弁８８の弁スプールを付勢している。

更に、第２実施例の場合、切換弁６０のパイロット圧室７２_Ｃから延びるパイロット管路７６は制御弁８８の上流にてバイパス管路５６に直接に接続されている。
前述したように制御弁８８は通常、閉位置Ｃに切り換えられており、バイパス管路５６は閉じられた状態にある。このとき、操作レバー２８の操作により操作弁１８が切り換えられ、一対のブームシリンダ６_Ｌ，６_Ｒを伸張させるべくボトム側圧力室１４_Ｂに圧油が供給されると、操作弁１８の切り換えをなすパイロット圧が制御弁８８のパイロット圧室９０_Ｏに供給される。それ故、制御弁８８は復帰ばね９８の付勢力に抗して通常の閉位置Ｃから開位置Ｏに向けて切り換えられる。

図５は、操作レバー２８の操作量と制御弁８８の開度との関係、つまり、制御弁８８の開度特性を示す。図５から明らかなように、操作レバー２８の操作量が微操作領域を越えるまでは制御弁８８はその開度が零、つまり、閉位置Ｃに保持されているものの、微操作領域を越えると、操作量の増加に伴い制御弁８８の開度もまた増加する。即ち、制御弁８８は操作弁１８の開度特性と同様な開度特性を有し、これら制御弁８８及び操作弁１８の開弁開始位置及び微操作領域は対応している。

上述の第２実施例によれば、操作レバー２８の操作量が小さく、一対のブームシリンダ６の伸張がきめ細かく操作されるとき、制御弁８８は閉位置Ｃに保持されてままであるから、各ブームシリンダ６のボトム側圧力室１４_Ｂに供給されるべき圧力がバイパス管路５６を通じてアキュムレータ３２に吸収されることはない。それ故、一対のブームシリンダ６_Ｌ，６_Ｒは操作レバー２８の微小な操作量に応じてきめ細かく伸張する。

一方、操作レバー２８の操作量が大きい場合、制御弁８８の開度もまた大きく増加されることから、このとき、各ブームシリンダ６のボトム側圧力室１４_Ｂの負荷圧とアキュムレータ圧との間の圧力差が大きくても、この圧力差は制御弁８８を通じてアキュムレータ３２に圧油が供給され、速やかに解消される。
また、操作レバー２８の操作量が大きい場合には、ボトム側圧力室１４_Ｂに向けて多量の圧油が供給されることから、アキュムレータ３２の蓄圧が実質的に一対のブームシリンダ６_Ｌ，６_Ｒの伸張操作に悪影響を及ぼすことはなく、一対のブームシリンダ６_Ｌ，６_Ｒは操作レバー２８の操作量に応じて正確に伸張される。

なお、その他の第２実施例の作用及び効果は第１実施例の場合と同様である。
図６は、参考例の液圧制御装置を示す。
参考例は、第１及び第２実施例の制御弁５８，８８や、第１実施例の切換弁６０に代えて電磁流量制御弁としての単一の電磁絞り弁１００を備えている。電磁絞り弁１００はコントローラ５０からの指令信号を受け、図示の閉位置Ｃから開位置Ｏに向けて切り換えられ、指令信号に応じた開度に調整される。

なお、切換弁６０の逆止弁７０は、電磁絞り弁１００の下流にてバイパス管路５６に介挿されている。
更に、参考例の場合、主管路１６ｂ及び接続管路３０ｂにはボトム側圧力室１４_Ｂの負荷圧及びアキュムレータ圧をそれぞれ検出する圧力センサ１０２，１０４が備えられ、また、操作レバー２８には一対のブームシリンダ６_Ｌ，６_Ｒを伸張させるための操作量を検出する操作量センサ１０６が備えられている。これら圧力センサ１０２，１０４及び操作量センサ１０６はコントローラ５０に電気的に接続され、コントローラ５０にその検出信号を送信する。

また、コントローラ５０には指令器としての開度指令スイッチ１０８が電気的に接続され、この開度指令スイッチ１０８はオペレータにより操作され、電磁絞り弁１００の開度を設定する指令信号をコントローラ５０に与える。図７は、開度指令スイッチ１０８の操作量に対する電磁絞り弁１００の開度を示す。
図８は、電磁絞り弁１００に対し、コントローラ５０が実行する開度制御ルーチンを示す。

ホイールローダが掘削又は積み込み作業を行っているとき、コントローラ５０は開度指令スイッチ１０８、操作量センサ１０６及び圧力センサ１０２，１０４からの信号を順次読み込む（ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３）。
次に、開度指令スイッチ１０８から開度指令信号の有無が判別され（ステップＳ４）、ここでの判別結果が真(Y)の場合、開度指令信号に応じた制御電流がコントローラ５０から電磁絞り弁１００に出力される（ステップＳ５）。これにより、電磁絞り弁１００は図７に示した開度特性に従い、開度指令信号に対応した開度に調整される。

ステップＳ４での判別結果が偽（N）である場合、一対のブームシリンダ６のボトム側圧力室１４_Ｂの負荷圧、つまり、シリンダ圧が設定圧よりも高いか否かが判別される（ステップＳ６）。ここでの判別には圧力センサ１０２からの検出信号が用いられる。
ステップＳ６での判別結果結が真である場合、コントローラ５０は電磁絞り弁１００への制御電流の出力を停止し（ステップＳ７）、電磁絞り弁１００は閉位置Ｃに保持される。これに対し、ステップＳ６の判別結果が偽の場合、操作レバー２８が操作されているか否かが判別され（ステップＳ８）。ここでの判別には操作量センサ１０６からの検出信号が用いられる。

ステップＳ８での判別結果が真の場合、コントローラ５０は操作量センサ１０６の検出信号から操作レバー２８の操作量を求め、この操作量に応じた制御電流を電磁絞り弁１００に出力し（ステップＳ９）、これにより、電磁絞り弁１００の開度は図７に示した開度特性に従って調整される。これに対し、ステップＳ８の判別結果が偽の場合、コントローラ５０は、圧力センサ１０２，１０４の検出信号から一対のブームシリンダ６_Ｌ，６_Ｒのシリンダ圧（ボトム側圧力室１４_Ｂの負荷圧）とアキュムレータ圧との間の圧力差を求め、この圧力差に応じた制御電流を電磁絞り弁１００に出力し（ステップＳ１０）、これにより、電磁絞り弁１００の開度は図７に示した開度特性に従って調整される。

上述した参考例の液圧制御装置は、ホイールローダの作動条件、つまり、シリンダ圧、アキュムレータ圧、操作レバー２８の操作量、開度指令スイッチ１０８の操作量により電磁絞り弁１００の開度を電気的に調整し、第１及び第２実施例の場合と同様な効果を発揮する。また、参考例の場合、電磁絞り弁１００は第１及び第２実施例での制御弁５８（又は８８）と切換弁６０とを兼用することから、制御回路３４の構成要素を少なくすることができる。

更に、本発明の液圧制御装置がホイールローダ以外の種々の作業車両に適用可能であることは言うまでもない。

作業車両としてのホイールローダを示した側面図である。第１実施例の液圧制御装置を示した回路図である。図２の制御弁の開度特性を示したグラフである。第２実施例の液圧制御装置を示した回路図である。図４の制御弁の開度特性を示したグラフである。参考例の液圧制御装置を示した回路図である。図６の電磁絞り弁の開度特性を示したグラフである。図６のコントローラが実行する電磁絞り弁の開度制御ルーチンを示したフローチャートである。

符号の説明

６ブームシリンダ（液圧シリンダ）
８バケット（作業アタッチメント）
１４ボトム側圧力室（圧力室）
３０ｂ接続管路
３６開閉弁
４６電磁弁（切換手段）
５０コントローラ（切換手段、制御手段）
５２速度センサ（切換手段）
５６バイパス管路
５８，８８制御弁
７０逆止弁
１００電磁絞り弁（電磁流量制御弁）
１０２圧力センサ（シリンダ圧センサ）
１０４圧力センサ（アキュムレータ圧センサ）
１０６操作量センサ
１０８開度指令スイッチ（指令器）

Claims

作業アタッチメントを作動させるブームシリンダと、操作レバーにより前記ブームシリンダを操作する操作弁と、前記ブームシリンダのボトム側圧力室に接続管路を介して接続されたアキュムレータとを備えた作業車両において、
前記接続管路に介挿されたパイロット方式の開閉弁であって、パイロット圧室を有し、このパイロット圧室の圧力に応じて前記接続管路の連通及び遮断を切り換える開閉弁と、
前記開閉弁の前記パイロット圧室に対する圧液の供給及び排出を切り換える切換手段と、
前記接続管路から分岐して設けられ、前記開閉弁をバイパスするバイパス管路と、
前記バイパス管路に設けられ、その開度が調整可能な制御弁と、
前記バイパス管路の前記制御弁と前記アキュムレータとの間に設けられ、前記ボトム側圧力室の圧力に基づいて、前記制御弁と前記アキュムレータとの間の連通を断続する閉位置及び開位置の一方に切り換える切換弁と、
前記切換弁が前記開位置にあるとき、前記アキュムレータの圧力と前記ボトム側圧力室の圧力との間の圧力差及び前記操作レバーによる前記操作弁の操作量の一方に応じて、前記制御弁の開度を可変する制御手段と
を具備したことを特徴とする作業車両の液圧制御装置。
前記作業車両は、前記作業アタッチメントとしてのバケットを備えた自走式作業車両であり、
前記切換手段は、前記作業車両が走行状態にあるか否かを検出する速度センサを含み、前記速度センサからの検出信号に基づいて前記開閉弁の前記パイロット圧室に対する圧液の供給及び排出を切換えることを特徴とする請求項１に記載の作業車両の液圧制御装置。
前記制御手段は、前記ボトム側圧力室の圧力を検出するシリンダ圧センサと、前記アキュムレータ内の圧力検出するアキュムレータ圧センサとを含み、これらシリンダ圧センサ及びアキュムレータ圧センサからの検出信号から求められる前記圧力差に応じて、前記制御弁の開度を可変することを特徴とする請求項１又は２に記載の作業車両の液圧制御装置。
前記制御手段は、前記操作弁の操作量を検出する操作量センサを含み、この操作量センサからの検出信号に応じて前記制御弁の開度を可変することを特徴とする請求項1又は２に記載の作業車両の液圧制御装置。
前記バイパス管路に、前記ボトム側圧力室から前記アキュムレータへの圧力伝達のみを許容する逆止弁を更に備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の作業車両の液圧制御装置。